[发明专利]一种压电天平校准与使用不确定度的评估方法

权利要求书

1.一种压电天平校准与使用不确定度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在压电天平校准过程中，计算砝码重复加载过程引入的压电天平各分量不确定度U_1i，其中i＝1，2，...，6，表征气动力六分量系数，六个分量包括三个力矢量和三个力矩矢量；

步骤二、计算综合加载误差引入的压电天平各分量的不确定度U_2i；

步骤三、计算砝码本身引入的压电天平各分量不确定度分量U_3i，其中U_3i＝±0.002％

步骤四、考虑压电天平校准系统自身携带的不确定度，计算压电天平校准后自身携带的偏离极限B_b、精度极限P_b与不确定度U_b，其中P_b＝U_1i；

步骤五、压电天平校准完成后，压电天平自身携带有不确定度U_b，使用压电天平开展测力试验时，将其携带的不确定度U_b作为偏离极限B_test＝U_b传递至下一级；

步骤六、使用校准完成后的压电天平开展m次风洞测力试验，计算求得重复试验过程引入的精度极限P_test；

步骤七、基于测力试验结果的偏离极限B_test与精度极限P_test，计算得到测力试验结果的不确定度

2.如权利要求1所述的压电天平校准与使用不确定度评估方法，其特征在于，所述步骤一中计算砝码重复加载过程引入的压电天平各分量的不确定度U_1i的计算公式为：

其中，K为特定置信度条件下的范围系数，在95％的置信度下，K＝2，砝码重复加载过程中引入的不确定度将作为压电天平测量系统的精度极限向下一级传递；S_i为压电天平各分量的标准差，n表示砝码重复加载次数。

3.如权利要求1所述的压电天平校准与使用不确定度评估方法，其特征在于，所述步骤二中计算综合加载误差引入的压电天平各分量的不确定度U_2i的公式为：

其中，P_imax为压电天平各分量最大设计载荷，K′为综合加载特定置信度条件下的范围系数，S(F_i)表示压电天平综合加载各分量载荷测量值的标准偏差，其计算公式为：

上式中，j＝1，2，...，n，表示校准试验的次数；ΔP_ij表示各分量综合加载的误差，其计算公式为：

ΔP_ij＝|F_ij-P_ij|

其中，P_ij表示对压电天平各分量分别施加的n组载荷，且将P_ij看作压电天平输出的真实测量值，F_ij为应用压电天平校准公式计算得到的各分量测量载荷值；综合加载误差引入的不确定度是对测试系统准度的评估，U_2i将作为压电天平系统的偏离极限向下一级传递。

4.如权利要求1所述的压电天平校准与使用不确定度评估方法，其特征在于，所述步骤三中不确定度U_3i由不同等级的标准砝码决定，使用不低于三等精度的砝码时，对于5kg的砝码，其不确定度要优于0.1g；因此，由标准砝码引入的不确定度分量U_3i＝±0.002％，U_3i将作为压电天平系统的偏离极限向下一级传递。

5.如权利要求2所述的压电天平校准与使用不确定度评估方法，其特征在于，所述步骤四中计算压电天平校准后自身携带的偏离极限B_b的公式为：

其中，U_G表示对天平进行校准的压电天平校准系统具有的不确定度，对合格的压电天平校准系统，应随附有该压电天平校准系统的使用不确定度U_G，每一次使用压电天平校准系统时，都应该考虑其自身携带的不确定度，且作为偏离极限向下一级传递。